DE1139879B - Overload protection device for switching transistors - Google Patents

Description

Überlastungsschutzeinrichtung für Schalttransistoren Bekanntlich besitzen Transistoren nur kleine Systemmassen und dementsprechend auch nur eine geringe Wärmekapazität. Da sie infolgedessen sehr überlastempfindlich sind, müssen in der Regel besondere Maßnahmen getroffen werden, um sie gegen Überlastung zu schützen.Overload protection device for switching transistors is known to have Transistors only have a small system mass and accordingly only a low heat capacity. As they are very sensitive to overload as a result, special ones are usually required Measures are taken to protect them against overload.

Eine Überlastung kann bei einem Transistor dann auftreten, wenn der Lastwiderstand in seinem Kollektorkreis einen bestimmten Wert unterschreitet, so daß der Spannungsabfall an der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors ansteigt und dabei einen kritischen Spannungswert überschreitet, der, multipliziert mit dem Wert des Kollektorstromes, ein Produkt ergibt, dessen Wert größer ist als der Wert der für den Transistor maximal zulässigen Verlustleistung. Der kritische Kollektorspannungswert, der normalerweise nicht überschritten werden darf, ist allein abhängig vom Aussteuerungsgrad des jeweils verwendeten Transistors. Es ist nun bereits bekannt, Transistoren gegen Überlastung grundsätzlich dadurch zu schützen, daß man laufend die Kollektorspannung dieser Transistoren überwacht und sie sofort durch die überwachungseinrichtung in den, Sperrzustand steuert, wenn die überwachte Kollektorspannung ihren kritischen Wert überschreitet. Bei bereits bekannten transistorbestückten Einrichtungen zum Ein- und Ausschalten von Lastwiderständen besteht beispielsweise die Überwachungseinrichtung aus einem Hilfstransistor, welcher eingangsseitig von der Kollektorspannung des zu schützenden Schalttransistors gespeist wird und ausgangsseitig in den Steuerkreis des Schalttransistors eingeschaltet ist. Dieser Hilfstransistor befindet sich im Normalzustand, d. h. wenn der Schalttransistor stromführend ist, im Sperrzustand. Sobald aber während des Betriebes, beispielsweise infolge eines Kurzschlusses im Lastkreis des Schalttransistors eine Überlastung auftritt und demgemäß die Kollektorspannung ihren kritischen Wert überschreitet, wird dadurch der Hilfstransistor schlagartig in seinen leitenden Zustand umgesteuert, wobei er dann den Steuerkreis des Schalttransistors kurzschließt, so daß letzterer ebenfalls schlagartig in den Sperrzustand umgesteuert wird. Durch eine geeignete Rückkopplungsschaltung und gegebenenfalls durch als Schwellwertglieder verwendete Dioden erreicht man hierbei, daß Schalttransistor und Hilfstransistor bistabile Schaltungsanordnungen bilden, die bei leitendem Zustand des Schalttransistors dann selbständig in die andere Lage kippen, wenn der Schalttransistor überlastet wird. Nach einer durch überlastung des Schalttransistors hervorgerufenen selbständigen Umsteuerung kann nach Behebung des Fehlers die Schaltungsanordnung nur dann wieder in die Betriebsstellung umgesteuert werden, wenn durch einen Tastschalter der Steuerkreis des Hilfstransistors kurzgeschlossen wird. Eine Umschaltung der Schaltungseinrichtung in den Ruhezustand zu einem beliebigen Zeitpunkt erreicht man bei den bekannten Anordnungen dieser Art entweder dadurch, daß man durch einen Tastschalter den Steuerkreis des Schalttransistors kurzschließt, oder dadurch, d'aß man mit Hilfe eines Tastschalters die Basiselektrode des Hilfstransistors: über einen Widerstand zur Begrenzung des Basisstromes an den negativen Pol der Speisespannung legt.Overloading can occur in a transistor if the Load resistance in its collector circuit falls below a certain value, so that the voltage drop across the emitter-collector path of the transistor increases and thereby exceeds a critical voltage value which, multiplied by the Value of the collector current, results in a product whose value is greater than the value the maximum permissible power loss for the transistor. The critical collector voltage value, which normally must not be exceeded depends solely on the degree of modulation of the transistor used in each case. It is now known to oppose transistors Always protect against overload by continuously changing the collector voltage these transistors are monitored and they are immediately put in by the monitoring device controls the blocking state when the monitored collector voltage reaches its critical level Value exceeds. In already known transistor-equipped devices for Switching load resistors on and off is, for example, the monitoring device from an auxiliary transistor, which on the input side depends on the collector voltage of the to be protected switching transistor is fed and on the output side in the control circuit of the switching transistor is switched on. This auxiliary transistor is located in the Normal state, d. H. when the switching transistor is energized, in the blocking state. But as soon as during operation, for example as a result of a short circuit in the Load circuit of the switching transistor an overload occurs and accordingly the collector voltage exceeds its critical value, the auxiliary transistor is suddenly activated reversed into its conductive state, in which case it then controls the control circuit of the switching transistor short-circuits, so that the latter is also suddenly reversed into the locked state will. By means of a suitable feedback circuit and, if necessary, as threshold value elements diodes used are achieved here that switching transistor and auxiliary transistor Form bistable circuit arrangements which, when the switching transistor is conductive then automatically tilt into the other position when the switching transistor is overloaded will. After an independent one caused by overloading the switching transistor The circuit arrangement can only be reversed after the error has been rectified can be switched to the operating position if the control circuit is activated by a pushbutton switch of the auxiliary transistor is short-circuited. A switchover of the switching device in the idle state at any point in time one reaches with the known Arrangements of this type either by the fact that the control circuit is controlled by a pushbutton switch of the switching transistor short-circuits, or by using a push-button switch the base electrode of the auxiliary transistor: via a resistor to limit the Base current to the negative pole of the supply voltage.

Das bekannte überlastschutzverfahren hat nun den Nachteil, daß es nur beschränkt anwendbar ist, nämlich nur in solchen Fällen, in denen eine Kollektorspannung, die den kritischen Wert überschritten hat, ganz eindeutig ein Kriterium für eine vorhandene Überlastung des zu schützenden Transistors ist. Eindeutig ist dieses Kriterium aber nur dann, wenn sich ein Transistor bereits im Leitfähigkeitszustand befindet; eine Überschreitung der kritischen Kollektorspannung tritt aber nun leider auch dann auf, wenn der Transistor sich bei eingeschalteter Versorgungsspannung im Sperrzustand befindet; dann ist diese überschreitung nicht mehr ein Kriterium für eine Überlastung, sondern für einen der beiden Normalzustände des Schalttransistors. Eine Schutzeinrichtung, welche eine Auslösung nur bei Überlastung des zu schützenden Transistors auslösen soll und hierzu allein das Kriterium der Überschreitung des kritischen Kollektorspannungswertes verwendet, könnte keine Unterscheidung zwischen diesen beiden Zuständen treffen und würde daher in beiden Fällen ansprechen. Würde man nun, wie bei den oben beschriebenen bekannten Anordnungen, einen Hilfstransistor verwenden, der den Steuerkreis des zu schützenden Schalttransistors kurzschließt, sobald die Kollektorspannung des Schalttransistors den kritischen Wert überschreitet, so würde damit bereits unmittelbar nach der Einschaltung der Versorgungsspannung eine Auslösung der Schutzeinrichtung erfolgen und damit der Steuerkreis des Schalttransistors für alle ankommenden Steuersignale gesperrt werden. Es wäre also unmöglich, den Schalttransistor in die Bereitschaftsstellung zu bringen, in. welcher er sich in Erwartung eines ihn umsteuernden Steuersignals bei bereits eingeschalteter Versorgungsspannung noch im Sperrzustand befindet.The known overload protection method now has the disadvantage that it can only be used to a limited extent, namely only in those cases in which a collector voltage, which has exceeded the critical value, clearly a criterion for a there is an overload of the transistor to be protected. This is clear Criterion only if a transistor is already in the conductivity state is located; Unfortunately, the critical collector voltage is now exceeded also when the transistor is switched on when the supply voltage is switched on is in the locked state; then this excess is no longer a criterion for an overload, but for one of the two normal states of the switching transistor. A protective device that triggers only when the protected area is overloaded To trigger the transistor and for this only the criterion of exceeding the critical collector voltage value used, could not distinguish between meet these two conditions and would therefore respond in both cases. Would one now, as with the ones described above known arrangements, one Use auxiliary transistor that controls the control circuit of the switching transistor to be protected short-circuits as soon as the collector voltage of the switching transistor reaches the critical level Exceeds the value, so immediately after switching on the Supply voltage triggering of the protective device and thus the Control circuit of the switching transistor are blocked for all incoming control signals. So it would be impossible to bring the switching transistor into the standby position, in. which he is already in anticipation of a control signal that reverses him switched on supply voltage is still in the locked state.

Im vorliegenden Fall ist die Aufgabe gestellt, eine Überlastungssehutzeinrichtung für Transistoren, insbesondere für Schalttransistoren zu erstellen, welche generell für alle Transistorschaltungen anwendbar ist; an die Schutzeinrichtung wird weiter die Forderung gestellt, daß sie nach einer im Fehlerfall erfolgten Auslösung die Sperrung des von ihr überwachten Transistors selbsttätig aufhebt, wenn die Störung behoben ist. Bei der Lösung dieser Aufgabe wird von der Überlegung ausgegangen, daß der kritische Kollektorspannungswert eines Transistors sowohl dann überschritten ist, wenn im. leitenden Zustand sein Ausgang mehr oder weniger kurzgeschlossen ist, als auch dann, wenn er bei eingeschalteter Versorgungsspanneng in den Sperrzustand gesteuert ist; im erstgenannten Zustand muß eine Auslösung durch die Schutzeinrichtung erfolgen, im letztgenannten Zustand darf eine Auslösung jedoch auf keinen Fall erfolgen. Eine Schutzeinrichtung, welche den kritischen Kollektorspannungswert überwacht, muß durch die Hinzunahme eines zweiten überwachungskriteriums also erst unterscheidungsfähig gemacht werden, damit sie auch wirklich nur dann auslösen kann, wenn. ein Fehler vorliegt.In the present case, the task is to provide an overload protection device for transistors, in particular for switching transistors, which in general is applicable to all transistor circuits; to the protective device will continue made the requirement that after a trip that occurred in the event of an error, the The blocking of the transistor it is monitoring is automatically canceled if the fault occurs is fixed. The solution to this problem is based on the consideration that the critical collector voltage value of a transistor is exceeded both then is when im. conductive state its output is more or less short-circuited, as well as when it is in the blocking state with the supply voltage switched on is controlled; In the first-mentioned state, the protective device must trip take place, in the latter state, however, tripping must not take place under any circumstances. A protective device that monitors the critical collector voltage value, must therefore first be able to distinguish by adding a second monitoring criterion be made so that it can really only trigger when. a mistake is present.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Überlastschutzeinrichiung für Schalttransistoren, bestehend aus einem Hilfstransistor, welcher die Kollektorspannung des die Last schaltenden Transistors überwacht und diesen in. den Sperrzustand steuert, sobald infolge einer Überlastung seine Kollektorspannung einen kritischen Wert überschreitet. Erfindungsgemäß ist der Hilfstransistor Element eines logischen Schaltkreises und wird über ein an sich bekanntes UND-Diodengatter mit zwei Zweigen in Abhängigkeit von der Kollektorspannung des die Last schaltenden Transistors und in Abhängigkeit von dessen Steuergröße bzw. Steuergrößen derart ausgesteuert, daß er dann leitend wird und hierdurch eine den die Last schaltenden Transistor und gegebenenfalls auch die Vorstufentransistoren sperrende Potentialverlagerung in dessen bzw. deren Steuerkreis bewirkt, wenn nach Ablauf einer Verzögerungszeit, die durch die Eigenschaltzeit der zu schützenden Transistoren gegeben ist, sowohl ein die Schalttransistoren betätigendes Steuersignal als auch gleichzeitig ein den kritischen Wert überschreitendes Spannungspotential am Kollektor des die Last schaltenden Transistors vorhanden ist.The present invention relates to an overload protection device for switching transistors, consisting of an auxiliary transistor, which the collector voltage the load switching transistor monitors and controls this in. the blocking state, as soon as its collector voltage exceeds a critical value due to an overload. According to the invention, the auxiliary transistor is an element of a logic circuit and is dependent on a known AND diode gate with two branches on the collector voltage of the transistor switching the load and as a function of controlled by its control variable or control variables in such a way that it is then conductive and thereby a transistor that switches the load, and possibly also the pre-stage transistors blocking potential shift in his or her control circuit causes if after a delay time has elapsed, which is caused by the intrinsic switching time of the transistors to be protected is given, as well as one that actuates the switching transistors Control signal and at the same time a voltage potential exceeding the critical value is present at the collector of the transistor switching the load.

In der Zeichnung ist die Schaltung eines Ausführungsbeispieies der erfindungsgemäßen Schutzeinrichtung dargestellt. Aufbau und: Wirkungsweise dieser Einrichtung werden nachfolgend näher erläutert.In the drawing, the circuit of a Ausführungsbeispieies is Protective device according to the invention shown. Structure and: How this works Setup are explained in more detail below.

Mit 1 ist in der Zeichnung ein mehrstufiger Transistorschalter üblicher Bauart bezeichnet, dessen Transistoren gegen Überlast zu schützen sind. Der Schalter weist beispielsweise vier verschiedene Eingänge c, d, e, f auf, die in bekannter Weise über ein Diodengatter an den Steuerkreis des ersten Transistors der Schalterkaskade angekoppelt sind. Dem zu steuernden Lastwiderstand RL ist in bekannter Weise ein. Gleichrichter parallel geschaltet. Der Schalter wird beispielsweise über den Eingang c von einem Transistor 2 mit einem einpoligen Steuersignal ausgesteuert, so daß der Eingang entweder auf dem Potential Null liegt, wenn der Transistor 2 aufgesteuert ist, oder, wenn dieser Transistor zugesteuert ist, auf einem Potential, das durch den aus den Widerständen 3, 4 und dem Eingangswiderstand der Schalterkaskade gebildeten Spannungsteiler bestimmt ist. Im ersten Fall sperrt der Schalter, so daß an der Kollektorelektrode des Endtransistors die volle Batteriespannung UB anliegt, und im anderen Fäll wird der Endtransistor aufgesteuert, so daß an seiner Kollektorelektrode nur noch die Kollektorrestspannung anliegt.1 with a multi-stage transistor switch of conventional design is referred to in the drawing, the transistors of which are to be protected against overload. The switch has, for example, four different inputs c, d, e, f, which are coupled in a known manner via a diode gate to the control circuit of the first transistor of the switch cascade. The load resistor RL to be controlled is a known manner. Rectifier connected in parallel. The switch is controlled, for example, via input c by a transistor 2 with a unipolar control signal, so that the input is either at zero potential when transistor 2 is turned on, or, when this transistor is turned on, at a potential that is through the voltage divider formed from the resistors 3, 4 and the input resistance of the switch cascade is determined. In the first case the switch blocks so that the full battery voltage UB is applied to the collector electrode of the end transistor, and in the other case the end transistor is turned on so that only the residual collector voltage is applied to its collector electrode.

Als Schutzeinrichtung wird erfindungsgemäß ein UND-Verknüpfungsglied 5 verwendet, das in an sich bekannter Weise aufgebaut ist. Der eine Zweig des UND-Verknüpfangsgliedes wird durch die Spannungsteiler 8/9 und 6/7 mit der Diode 12 gebildet und der andere Zweig durch die Spannungsteiler 8/9 und 10/11 mit der Diode 13. Entsprechend dem Transistorschalter 1 ist auch der eine Zweig des UND-Verknüpfungsgliedes mit einer entsprechenden Anzahl von Eingängen ausgestattet, die ebenfalls durch ein Diod'engatter angekoppelt sind. Die Eingänge dieses Zweiges des UND-Verknüpfungsgliedes, sind den ihnen entsprechenden Eingängen des Schalters parallel geschaltet, so daß die Eingangssignale des Schalters 1 auch den einen Zweig des UND-Verknüpfungsgliedes speisen. Der zweite Zweig des UND-Verknüpfungsgliedes (Eingang A) wird von der Kollektorspannung des Transistors der Endstufe des Schalters 1 gespeist, die an der nach außen geführten Pluspolklemme A am Lastwiderstand RL des Schalters abgegriffen ist. Die Spannungsteiler des UND-Verknüpfungsgliedes sind nun so bemessen, daß an der Basis des Transistors 14 eine positive Spannurig liegt und dieser Transistor damit gesperrt ist, solange nicht ein Signal an einem der Eingänge c bis f ansteht und gleichzeitig die Kollektorspannung am Transistor der Endstufe des Schalters 1 größer ist als die Knickspannung. Nur dann, wenn die UND-Bedingung erfüllt ist, d. h. wenn sowohl an einem der Eingänge c bis fein Signal ansteht als auch die Kollektorspannung des Transistors in der Endstufe des Schalters größer ist als die Knickspannung, wird die Vorspannung des Transistors 14 negativ, so daß dieser leitend wird. Der Eingang des Schalters 1 wird in diesem Fall dann durch den Transistor 14 kurzgeschlossen, so daß die Transistoren des Schalters zugesteuert werden, wobei nur der Kollektorreststrom fließt, der diese Transistoren nicht zerstören oder beschädigen kann. Die Vorgänge, die hierbei im einzelnen auftreten, sind nachfolgend näher erläutert.According to the invention, an AND logic element is used as a protective device 5 is used, which is constructed in a manner known per se. One branch of the AND link is formed by the voltage divider 8/9 and 6/7 with the diode 12 and the other Branch through the voltage divider 8/9 and 10/11 with the diode 13. According to the Transistor switch 1 is also one branch of the AND gate with one corresponding number of inputs, also through a diode gate are coupled. The inputs of this branch of the AND logic element are the corresponding inputs of the switch connected in parallel so that the Input signals of the switch 1 also include one branch of the AND logic element Food. The second branch of the AND logic element (input A) is from the collector voltage of the transistor of the output stage of the switch 1 fed to the led to the outside Positive pole terminal A is tapped at the load resistor RL of the switch. The voltage dividers of the AND gate are now dimensioned so that at the base of the transistor 14 there is a positive voltage and this transistor is blocked as long as there is not a signal at one of the inputs c to f and the collector voltage at the same time at the transistor of the output stage of switch 1 is greater than the knee voltage. Just if the AND condition is met, d. H. if both at one of the entrances c until fine signal is present as well as the collector voltage of the transistor in the The output stage of the switch is greater than the knee voltage, the bias voltage of the Transistor 14 negative, so that it becomes conductive. The input of switch 1 is then short-circuited in this case by the transistor 14, so that the transistors of the switch can be controlled, whereby only the collector residual current flows that this Cannot destroy or damage transistors. The processes involved in this in the individual occurrences are explained in more detail below.

Es sei zunächst angenommen, daß an keinem der Eingänge c bis f ein Signal anliegt. Dann ist der Schalter 1 gesperrt, und es liegt an seiner Ausgangsklemme A eine hohe negative Spannung an, die der Batteriespeisespannung UB entspricht. Die Spannung beaufschlagt das UND Verknüpfungsglied über den Eingang A seines einen Zweiges. Die Spannungsteiler 8/9 und 10/11 sind so bemessen, daß in diesem Fall die Diode 13 gesperrt ist. Die Diode 12 dagegen ist infolge entsprechender Bemessung des Spannungsteilers 6/7 in bezug auf den Spannungsteiler 8/9 stromdurchlässig, so daß die Basis des Transistors 14 positiv vorgespannt ist und dieser Transistor sperrt. Sobald nun an einem der Eingänge c bis f des Schalters 1 ein Signal auftritt, werden dessen Transistoren in den leitenden Zustand angesteuert, wodurch nach Ablauf einer gewissen Zeitverzögerung, die der Eigenschaltzeit von einigen Mikrosekunden des Schalters entspricht, die Spannung an der Ausgangsklemme A des Schalters auf einen Wert unterhalb der Knickspannung des Endstufentransistors zurückfällt, sofern keine Überlastung vorliegt. Damit geht aber auch die vorher große negative Eingangsspannung am EingangA desUND-Verknüpfungsgliedes auf weniger als 1 Volt zurück, und die Diode 13 wird leitend, da ihr am Spannungsteiler 8/9 liegendes Anschlußende jetzt im Vergleich zum anderen Anschlußende negativ ist. Der Stromfluß über die Diode 13 hat zur Folge, daß die Spannung am Verbindungspunkt der beiden Widerstände 8 und 9 des Spannungsteilers größer wird, so daß hierdurch die Diode 12 in den sperrenden Zustand übergeht. Da diese Umsteuerungen der beiden Dioden sich zeitlich überlappen, ist für eine gewisse Zeit die UND-Bedingung erfüllt, so daß, auch der Transistor 14 umgesteuert würde, was eine Fehlauslösung des Schutzes zur Folge hätte. Um solches zu vermeiden, ist dem Widerstand 7 ein Kondensator 15 parallel geschaltet, der bewirkt, daß die Umsteuerung der Diode 12 in den sperrenden Zustand so lange zeitverzögert wird, bis erst die Diode 13 voll in den leitenden Zustand ausgesteuert ist. Wenn nun während des Betriebes der Lastwiderstand RI beispielsweise durch einen teilweisen oder satten Kurzschluß so weit verringert wird, daß die Transistoren des Schalters überlastet werden, wird die Knickspannung des Endstufentransistors überschritten, so daß der EingangA des UND-Verknüpfungsgliedes schnell negativer und damit die Diode 13 in den sperrenden Zustand umgesteuert wird. Die bisher positive Basisvorspannung des Transistors 14 wandert dann zu negativen Werten hin, so daß dieser Transistor jetzt in den leitenden Zustand gesteuert wird. Der Kollektorstrom dieses Transistors, der vom Ausgang g des UND-Verknüpfungsgliedes 5 zu dem in gleicher Weise bezeichneten Eingang des Schalters 1 fließt, bewirkt dann, daß die Basis des ersten Schalttransistors eine positive Spannung erhält, so daß der Schalter zugesteuert wird, in welchem Zustand ein noch weiter andauernder Kurzschluß im Lastkreis für seine Transistoren völlig ungefährlich ist. - Die Umsteuerung des Schalters in den Sperrzustand erfolgt bei dieser Einrichtung fast schlagartig, sobald die Diode 13 ihren Stromfluß verringert; durch die kurzschlußartige Wirkung des Transistors 14 auf den Eingang des Schalters wird nämlich auch dessen Aussteuerung geringer, was ein weiteres Ansteigen der negativen Spannung am Ausgang A des Schalters 1 zur Folge hat. Dieses wiederum bewirkt eine Beschleunigung der Umsteuerung der Diode 13 in den Sperrzustand und damit eine beschleunigte Vergrößerung des Kollektorstromes des Transistors 14. Die beiden Anordnungen 1 und 5 bilden demnach also einen Kippkreis.It is initially assumed that no signal is present at any of the inputs c to f. Then the switch 1 is blocked, and there is a high negative voltage at its output terminal A, which corresponds to the battery supply voltage UB. The voltage is applied to the AND logic element via input A of its one branch. The voltage dividers 8/9 and 10/11 are dimensioned so that in this case the diode 13 is blocked. The diode 12, on the other hand, is current-permeable due to the corresponding dimensioning of the voltage divider 6/7 with respect to the voltage divider 8/9, so that the base of the transistor 14 is positively biased and this transistor blocks. As soon as a signal occurs at one of the inputs c to f of switch 1, its transistors are switched to the conductive state, which means that after a certain time delay, which corresponds to the switch's own switching time of a few microseconds, the voltage at the output terminal A of the switch falls back to a value below the break voltage of the output stage transistor, provided there is no overload. However, this also reduces the previously large negative input voltage at input A of the AND logic element to less than 1 volt, and the diode 13 becomes conductive, since its terminal end at the voltage divider 8/9 is now negative compared to the other terminal end. The flow of current through the diode 13 has the consequence that the voltage at the connection point of the two resistors 8 and 9 of the voltage divider is greater, so that the diode 12 switches to the blocking state as a result. Since these reversals of the two diodes overlap in time, the AND condition is met for a certain time, so that transistor 14 would also be reversed, which would result in false triggering of the protection. In order to avoid this, a capacitor 15 is connected in parallel with the resistor 7, which has the effect that the reversal of the diode 12 into the blocking state is delayed until the diode 13 is fully switched into the conducting state. If the load resistance RI is reduced during operation, for example by a partial or full short circuit, to such an extent that the transistors of the switch are overloaded, the knee voltage of the output stage transistor is exceeded, so that the input A of the AND gate quickly becomes negative and thus the diode 13 is switched to the blocking state. The previously positive base bias voltage of transistor 14 then migrates to negative values, so that this transistor is now controlled into the conductive state. The collector current of this transistor, which flows from the output g of the AND gate 5 to the input of the switch 1 designated in the same way, then causes the base of the first switching transistor to receive a positive voltage, so that the switch is closed, in which state an even longer short circuit in the load circuit is completely harmless to its transistors. - The reversal of the switch to the blocking state takes place almost suddenly with this device as soon as the diode 13 reduces its current flow; Because of the short-circuit-like effect of the transistor 14 on the input of the switch, its modulation is namely also lower, which results in a further increase in the negative voltage at the output A of the switch 1. This in turn causes an acceleration of the reversal of the diode 13 into the blocking state and thus an accelerated increase in the collector current of the transistor 14. The two arrangements 1 and 5 accordingly form a breakover circuit.

Im gesperrten Zustand verbleibt der Schalter, nachdem die Schutzeinrichtung einmal wirksam wurde, noch so lange, wie ein Steuersignal an seinem Eingang anliegt, auch wenn der Kurzschluß im Lastkreis vorher aufgehoben wurde. Nach kurzer Unterbrechung des Steuersignals arbeiten Schalter und Schutzeinrichtung in der bereits beschriebenen Weise weiter. Eine völlig sichere Arbeitsweise ist dabei auch garantiert, wenn nach voraufgegangener Auslösung durch die Schutzeinrichtung und nachfolgender kurzzeitiger Unterbrechung des noch weiter andauernden Eingangssignals der Kurzschluß im Lastkreis noch nicht behoben ist. Die zeitliche Verzögerung des Auslöseimpulses der Schutzeinrichtung, die durch den Kondensator 1.5 bewirkt wird, liegt in der gleichen Größenordnung wie die Eigenschaltzeit des Schalters Diese beträgt aber nur etwa 10 Mikrosekunden, und eine derartig kurzzeitige Überlastung können die Transistoren ohne weiteres in Kauf nehmen, ohne irgendwelchen Schaden zu erleiden.The switch remains in the locked state after the protective device has been effective once, as long as a control signal is present at its input, even if the short circuit in the load circuit was removed beforehand. After a short break of the control signal, the switch and protective device work in the manner already described Way on. A completely safe way of working is also guaranteed if after previous tripping by the protective device and subsequent brief tripping Interruption of the still continuing input signal, the short circuit in the load circuit has not yet been resolved. The time delay of the trigger pulse of the protective device, which is caused by the capacitor 1.5 is of the same order of magnitude like the switching time of the switch but this is only about 10 microseconds, and such a brief overload can easily affect the transistors accept without suffering any damage.

In manchen Fällen ist es erwünscht oder erforderlich, daß die Schutzeinrichtung auch wirksam wird, wenn die Umgebungstemperatur der Transistoren einen bestimmten Wert, beispielsweise 60 oder 65° C überschreitet. Bei derartigen Umgebungstemperaturen wird nämlich die Kühlwirkung der umgebenden Luft derart gering, daß die Transistoren nicht mehr mit ihren sonst zulässigen Werten betrieben werden dürfen. Tut man dies dennoch, so werden sie ebenfalls überlastet und nehmen Schaden. Eine Möglichkeit, die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung dahingehend zu erweitern, daß sie die zu schützenden Transistoren bei Überschreiten solcher kritischer Temperaturen abschaltet, ergibt sich, wenn man beispielsweise dem Widerstand 8 des Spannungsteilers der Schutzeinrichtung 5 einen temperaturabhängigen Widerstand 16 parallel schaltet oder einen solchen an Stelle des. Widerstandes 8 verwendet.In some cases it is desirable or necessary that the protective device also takes effect when the ambient temperature of the transistors is a certain Value, for example 60 or 65 ° C exceeds. At such ambient temperatures namely, the cooling effect of the surrounding air is so low that the transistors may no longer be operated with their otherwise permissible values. One does this however, they too are overloaded and damaged. A possibility, to expand the protection device according to the invention in such a way that they are too switches off protective transistors when such critical temperatures are exceeded, results if, for example, the resistor 8 of the voltage divider of the protective device 5 connects a temperature-dependent resistor 16 in parallel or such used in place of the resistor 8.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Überlastschutzeinrichtung für Schalttransistoren, bestehend aus einem Hilfstransistor, welcher die Kollektorspannung des. die Last schaltenden Transistors überwacht und diesen in den Sperrzustand steuert, sobald infolge einer Überlastung seine Kollektorspannung einen kritischen Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransistor (14) Element eines logischen Schaltkreises ist und über ein an sich bekanntes UND-Diodengatter (6, 7, 12 und 10, 11, 13) mit zwei Zweigen in Abhängigkeit von der Kollektorspannung des die Last schaltenden Transistors und in Abhängigkeit von dessen Steuergröße bzw. Steuergrößen derart ausgesteuert wird; daß er dann leitend wird und hierdurch eine den die Last schaltenden Transistor und gegebenenfalls auch die Vorstufentransistoren sperrende Potentialverlagerung in dessen bzw. deren Steuerkreis bewirkt, wenn nach Ablauf einer Verzögerungszeit, die durch die Eigenschaltzeit der zu schützenden Transistoren gegeben ist, sowohl ein die Schalttransistoren betätigendes Steuersignal als auch gleichzeitig ein den kritischen Wert überschreitendes Spannungspotential im Kollektor des die Last schaltenden Transistors vorhanden ist. PATENT CLAIMS: 1. Overload protection device for switching transistors, consisting of an auxiliary transistor, which the collector voltage of the load switching transistor and controls it in the blocking state as soon as due to an overload, its collector voltage exceeds a critical value, characterized in that the auxiliary transistor (14) is an element of a logic circuit is and via a known AND diode gate (6, 7, 12 and 10, 11, 13) with two branches depending on the collector voltage of the load switching device Transistor and as a function of its control variable or control variables is controlled; that it then becomes conductive and thereby one of the ones switching the load Transistor and possibly also the pre-stage transistors blocking potential shift in his or her control circuit if, after a delay time, which is given by the intrinsic switching time of the transistors to be protected, both a control signal which actuates the switching transistors and at the same time a the voltage potential exceeding a critical value in the collector of the load switching device Transistor is present. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in denjenigen UND-Zweig des logischen Schaltkreises, über welchen dem Hilfstransistor (14) das einzige oder, unter Vorschaltung eines an sich bekannten ODER-Diodengatters, alle Steuersignale des die Last schaltenten Transistors zugeführt werden, ein RC-Glied (7 15) eingeschaltet ist, welches durch seine zeitverzögernde Wirkung eine Fehlauslösung des Schutzes während des Zeitintervalls verhindert, in dem die UND-Bedingung für die Auslösung wegen des schon anliegenden Steuersignals und der aber noch nicht bewirkten Umschaltung des zu schützenden Transistors erfüllt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1058 104, 1080606. 2. Device according to claim 1, characterized in that in that AND branch of the logic circuit via which the auxiliary transistor (14) the only or, with an upstream connection of an OR diode gate known per se, all control signals of the transistor switching the load are fed , an RC element (7 15) is switched on, which prevents false tripping of the protection during the time interval in which the AND condition for tripping because of the control signal that is already present and the switchover of the one to be protected that has not yet been effected due to its time-delaying effect Transistor is fulfilled. Considered publications: German Auslegeschriften No. 1058 104, 1080606.